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    粗晶/細晶CuCr50觸頭材料的電弧運動行為及其燒蝕特性

    1122   編輯:中冶有色網   來源:劉彪,王軍,袁召,王哲,常延麗,李青山  
    2024-04-16 16:11:45
    電接觸材料[1,2]主要用于制造真空開關、斷路器和接觸器[3~5] 銅基合金電接觸材料,常用于制造大電流和中、高壓電器真空開關 高壓銅基電觸頭材料,包括CuBi、CuW和CuCr[6~8] CuBi觸點的抗熔焊性良好、截流值較低,但是強度低、電弧侵蝕大和壽命較短[9,10] CuW觸點的導熱性、導電性、抗電弧侵蝕性能良好[11],但是隨著Cu含量的提高侵蝕區域集中在觸頭中心區域不能擴散到觸頭表面,使觸頭因局部嚴重燒蝕而失效 CuCr觸頭的開斷性能、抗電弧侵蝕性能、抗熔焊性能和低截流值良好,可用于制造新一代中、高壓大功率真空開關[12] 隨著電器向高電壓和大電流發展,傳統的CuCr觸頭已不能滿足要求 對CuCr觸頭的電弧侵蝕特性,已經開展了大量的研究工作 王力軍等[13]研究了CuCr觸頭材料陰極和陽極表面形貌,但是未深入研究觸頭的微觀組織對其電弧侵蝕行為的影響 王亞平等[14~16]制備納米晶CuCr材料并研究了耐壓性能,發現納米晶Cr相尺寸細化后其耐壓強度高于粗晶CuCr材料 修士新等[17,18]研究了CuCr觸頭性能與Cr含量占比的關系,發現Cr含量降低能提高觸頭分斷能力,但是觸頭的侵蝕加劇 趙來軍等[19]研究了直流低電壓、小電流條件下納米CuCr50觸頭材料的電弧侵蝕量與分斷燃弧時間和觸頭表面形貌之間的關系 結果表明,納米CuCr50觸頭材料的平均分斷燃弧時間和侵蝕量均高于兩種微晶CuCr50觸頭材料 納米CuCr50陰極觸頭的表面電弧燒蝕比較均勻,兩種微晶CuCr50觸頭陰極表面局部電弧燒蝕嚴重 對CuCr觸頭的電弧運動行為,也開展了大量研究 王亞平等[20,21]研究了CuCr觸頭材料的微觀組織對電弧陰極斑點運動行為的影響,發現電弧主要發生在電壓擊穿的Cr相上 同時,當Cr相尺寸小于陰極斑點尺寸時,陰極斑點會由跳躍式運動變為連續式運動,但是未能進行定量分析 李仁杰等[22]發現,隨著Cr含量的提高CuCr觸頭的陽極電弧比陰極更集中,Cr含量的降低使陰極斑點徑向擴散加快 龐先海等[23,24]針對CuCr觸頭真空開關,模擬橫向磁場觸點間陰極斑點初始擴散階段的特性 結果表明,陰極斑點速度隨橫向磁場分量的增加呈線性增加,陰極斑點與逆行運動方向的夾角為磁場與陰極表面夾角的一半 馮宇等[25]研究納米晶CuCr25觸頭電弧侵蝕時發現,粗晶CuCr25觸頭陰極
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